汽車電控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與維修第2版5汽車電子控制主動安全系統(tǒng)PPT課件

1、1,第五章 汽車電子控制主動安全系統(tǒng),第一節(jié) 防抱死制動的基本原理 第二節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的組成 第三節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的分類 第四節(jié) 防抱死制動電子控制系統(tǒng) 第五節(jié) 防抱死制動液壓控制系統(tǒng) 第六節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程 第七節(jié) 電子控制制動力分配技術(shù),下一頁,2,第五章 汽車電子控制主動安全系統(tǒng),第八節(jié) 驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)的控制原理 第九節(jié) 防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)控制過程 第十節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)故障診斷與排除,上一頁,3,第一節(jié) 防抱死制動的基本原理,防抱死制動系統(tǒng)的英文名稱是Anti-lock Braking System(防鎖死制動系統(tǒng))或Anti-skid Braking System(防滑移制動

2、系統(tǒng))，縮寫為ABS。 由汽車?yán)碚摽芍?，?dāng)制動器制動力大于輪胎-道路附著力(簡稱附著力)時，車輪就會抱死滑移。只有汽車具有足夠的制動器制動力，同時地面又能提供較大的附著力時，汽車才能獲得較好的制動效果。 一、 車輪滑移率S及其影響因素 當(dāng)汽車勻速行駛時，實(shí)際車速v(即車輪中心的縱向速度)與車輪速度vw(即車輪滾動的圓周速度)相等，車輪在路面上的運(yùn)動為純滾動運(yùn)動，如圖5-1(a)所示,下一頁,4,圖5-1制動車輪受力分析,返回,5,第一節(jié) 防抱死制動的基本原理,影響車輪滑移率的因素包括以下幾個方面： (1) 汽車載客人數(shù)或載物量； (2) 前、后軸的載荷分布情況； (3) 輪胎種類及輪胎與道路的

3、附著狀況； (4) 路面種類和路面狀況； (5) 制動力大小及其增長速率,下一頁,上一頁,6,第一節(jié) 防抱死制動的基本原理,二、 車輪滑移率S與附著系數(shù)的關(guān)系 汽車縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)對滑移率有很大影響。試驗(yàn)證明，在地面附著條件差(例如在冰雪路面上制動)的情況下，由于道路-附著力很小使可以得到的最大地面制動力減小，因此，在制動踏板力(或制動分泵壓力)很小時，地面制動力就會達(dá)到最大附著力，車輪就會抱死滑移。 附著系數(shù)與滑移率之間的關(guān)系如圖5-2所示，由圖可見： (1) 附著系數(shù)取決于路面性質(zhì)。一般說來，干燥路面附著系數(shù)大，潮濕路面附著系數(shù)小，冰雪路面附著系數(shù)更小。 (2) 在各種路面上，附

4、著系數(shù)都隨滑移率的變化而變化。 (3) 在各種路面上，當(dāng)滑移率為20左右時，縱向附著系數(shù)最大，制動效果最好,返回,上一頁,7,圖5-2 附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系,返回,8,第二節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的組成,一、 防抱死制動系統(tǒng)ABS的組成 防抱死制動系統(tǒng)ABS是由電子控制系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)組成。 電子控制系統(tǒng)由傳感器、控制開關(guān)、防抱死制動電控單元(ABS ECU)、ABS指示燈以及制動壓力調(diào)節(jié)器等構(gòu)成。制動壓力調(diào)節(jié)器既是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件，也是液壓控制系統(tǒng)的始控元件。 液壓控制系統(tǒng)由常規(guī)制動裝置和制動壓力調(diào)節(jié)器組成。常規(guī)制動裝置主要由制動總泵、制動助力器、制動分泵、制動管路和制動器(盤

5、式或鼓式制動器)等組成。 制動壓力調(diào)節(jié)器主要由電磁閥、單向閥和回液泵電動機(jī)等組成,下一頁,9,第二節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的組成,二、 防抱死制動系統(tǒng)與常規(guī)制動系統(tǒng)的關(guān)系 ABS是在常規(guī)制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)一套電子控制系統(tǒng)構(gòu)成，控制過程也是在常規(guī)制動過程的基礎(chǔ)上進(jìn)行。在制動過程中，當(dāng)車輪尚未抱死時，制動過程與常規(guī)制動完全相同。只有當(dāng)車輪趨于抱死時，ABS才對制動壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。 因此，當(dāng)ABS發(fā)生故障時，如果常規(guī)制動裝置正常，那么常規(guī)制動系統(tǒng)照樣具有制動功能。但是，如果常規(guī)制動裝置發(fā)生故障，那么防抱死制動系統(tǒng)ABS將隨之失效,下一頁,上一頁,10,第二節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的組成,三、 防抱死制動系統(tǒng)的優(yōu)

6、點(diǎn) (1) 縮短制動距離。ABS能保證汽車在雨后、冰雪及泥濘路面上獲得較高的制動效能，防止汽車側(cè)滑甩尾(松散的沙土和積雪很深的路面除外)； (2) 保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性； (3) 保持汽車制動時的轉(zhuǎn)向控制能力； (4) 減少汽車制動時輪胎的磨損。ABS能防止輪胎在制動過程中產(chǎn)生劇烈地拖痕，提高輪胎使用壽命； (5) 減小駕駛員的疲勞強(qiáng)度，特別是汽車制動時的緊張情緒,返回,上一頁,11,第三節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的分類,一、 按結(jié)構(gòu)形式分類 按ABS制動壓力調(diào)節(jié)器與制動主缸的結(jié)構(gòu)形式分為分離式和整體式兩種。 二、 按車輪控制方式分類 按車輪控制方式不同，電子控制防抱死制動系統(tǒng)可分為“輪控式”與

7、“軸控式”兩種。軸控式又分為“低選控制SL(Select Low)”和“高選控制SH(Select High)”兩種。 三、 按控制通道和傳感器數(shù)量分類 根據(jù)控制通道和傳感器數(shù)量不同，電子控制防抱死制動系統(tǒng)ABS可分為以下七類，部分ABS的分布形式如圖5-6所示,下一頁,12,圖5-6 ABS的類型與分布形式,返回,13,第三節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的分類,1) 四通道四傳感器ABS(形式1、2)； (2) 三通道四傳感器ABS(形式3)； (3) 三通道三傳感器ABS(形式4)； (4) 兩通道三傳感器ABS(形式5)； (5) 兩通道兩傳感器ABS(形式6、7)； (6) 單通道一傳感器ABS(

8、形式8)； (7) 六通道六傳感器ABS(適用于帶掛車的汽車，圖中未畫,下一頁,上一頁,14,第三節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的分類,四、 按控制車輪數(shù)量分類 按控制車輪的數(shù)量不同，可分為兩輪ABS和四輪ABS。兩輪ABS只控制兩個后輪，結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，適用于輕型載貨汽車和客貨兩用汽車。四輪ABS又分為四通道ABS和三通道ABS。 除上述分類方法外，還有其他分類方法。如按制動壓力調(diào)節(jié)器的動力來源可分為液壓式和氣壓式；按制動壓力調(diào)節(jié)器調(diào)壓方式可分為流通式和變?nèi)菔降?返回,上一頁,15,第四節(jié) 防抱死制動電子控制系統(tǒng),防抱死制動電子控制系統(tǒng)由車輪速度傳感器、減速度傳感器、各種控制開關(guān)、防抱死制動電控單元

9、ABS ECU、ABS指示燈、電磁閥組成的液壓控制單元和回液泵電動機(jī)等組成。其中，電磁閥和回液泵電動機(jī)既是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件，也是液壓控制系統(tǒng)的始控元件。 一、 車輪速度傳感器 車輪速度傳感器簡稱輪速傳感器，其功用是檢測車輪轉(zhuǎn)速，并轉(zhuǎn)換為電信號輸入ABS ECU，用以計(jì)算車輪的圓周速度。輪速傳感器有磁感應(yīng)式和差動霍爾(效應(yīng))式兩種，目前普遍采用磁感應(yīng)式,下一頁,16,第四節(jié) 防抱死制動電子控制系統(tǒng),二、 減速度傳感器 減速度傳感器又稱為加速度傳感器，其功用是：檢測汽車的減速度大小，并轉(zhuǎn)換為電信號輸入ABS ECU，以便判別路面狀況并采取相應(yīng)的控制方式。 減速度傳感器按結(jié)構(gòu)不同，可分為光電式

10、、水銀式、差動變壓器式和半導(dǎo)體式等。按用途不同可分為縱向減速度傳感器和橫向減(加)速度傳感器兩種,下一頁,上一頁,17,第四節(jié) 防抱死制動電子控制系統(tǒng),1 光電式減速度傳感器 光電式減速度傳感器由兩只發(fā)光二極管LED、兩只光電三極管、一塊透光板和信號處理電路等組成，結(jié)構(gòu)如圖5-9(a)所示。光電管是把光能變成電能的器件，內(nèi)部裝有能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)的電極，受到光線照射就會向外發(fā)射電子。廣泛用于無線電傳真、自動控制和電影領(lǐng)域。 2 水銀式減速度傳感器 水銀式減速度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖5-11(a)所示，由玻璃管和水銀組成。當(dāng)汽車在低附著系數(shù)路面上制動時，汽車減速度小，水銀在玻璃管內(nèi)基本不動，傳感器電路接

11、通，如圖5-11(b)所示，ABS ECU便按低附著系數(shù)路面上的控制程序控制制動系統(tǒng)工作,下一頁,上一頁,18,圖5-9 光電式減速度傳感器結(jié)構(gòu)原理,返回,19,圖5-11 水銀式減速度傳感器結(jié)構(gòu)原理,返回,20,第四節(jié) 防抱死制動電子控制系統(tǒng),三、 控制開關(guān) 1 制動燈開關(guān) 2 制動液位指示燈開關(guān) 3 駐車制動指示燈開關(guān) 四、 防抱死制動電子控制單元ABS ECU 防抱死制動電子控制單元ABS ECU的主要功用是接收輪速傳感器、減速度傳感器信號和各種控制開關(guān)信號，根據(jù)設(shè)定的控制邏輯，通過數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷輸出控制指令，控制制動壓力調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)制動分泵的制動壓力,下一頁,上一頁,21,第四節(jié) 防

12、抱死制動電子控制系統(tǒng),1 信號處理電路 信號處理模塊電路由低通濾波電路和整形放大電路等組成，其功用是對輪速傳感器輸入的交變電壓信號進(jìn)行處理，并傳送給主控CPU和輔控CPU。 2 計(jì)算電路 計(jì)算電路是ABS ECU的核心，主要由微處理器構(gòu)成。其功用是根據(jù)輪速傳感器和控制開關(guān)信號，按照預(yù)先編制的程序進(jìn)行數(shù)學(xué)計(jì)算和邏輯判斷，形成相應(yīng)的控制指令,下一頁,上一頁,22,第四節(jié) 防抱死制動電子控制系統(tǒng),3 驅(qū)動電路 驅(qū)動模塊電路的主要功用是將CPU輸出的數(shù)字信號進(jìn)行功率放大并驅(qū)動執(zhí)行元件工作，實(shí)現(xiàn)制動壓力“升高”、“保持”或“降低”的調(diào)節(jié)功能。 4 安全保護(hù)電路 安全保護(hù)電路由電源監(jiān)控、故障記憶和ABS指

13、示燈驅(qū)動電路等組成。其主要功用是接收蓄電池(或發(fā)電機(jī))的電壓信號，監(jiān)控電源電壓是否在穩(wěn)定范圍內(nèi),返回,上一頁,23,第五節(jié) 防抱死制動液壓控制系統(tǒng),液壓控制系統(tǒng)由制動壓力調(diào)節(jié)器和常規(guī)制動裝置的制動總泵、制動分泵、制動助力器、制動管路等組成，圖5-13所示為MK20-型ABS液壓控制系統(tǒng)原理圖。 制動壓力調(diào)節(jié)器(又稱為液壓調(diào)節(jié)器)是ABS的執(zhí)行器，由電磁閥、儲液器和回液泵電動機(jī)組成，安裝在制動總泵(主缸)與車輪制動分泵(輪缸)之間，主要功用是根據(jù)ABS ECU的控制指令，自動調(diào)節(jié)制動分泵的制動壓力,下一頁,24,圖5-13 MK20-型ABS液壓控制系統(tǒng)原理圖,返回,25,第五節(jié) 防抱死制動液壓

14、控制系統(tǒng),一、 制動壓力調(diào)節(jié)器分類 1 根據(jù)動力來源分類 根據(jù)制動壓力動力來源不同，制動壓力調(diào)節(jié)器分為液壓式和氣壓式兩種。 2 根據(jù)總體結(jié)構(gòu)分類 根據(jù)總體結(jié)構(gòu)不同，制動壓力調(diào)節(jié)器分為整體式和分離式兩種。分離式制動壓力調(diào)節(jié)器自成 一體，通過制動管路與制動總泵(或制動助力器)相連。 3 根據(jù)調(diào)壓方式分類 根據(jù)調(diào)壓方式不同，制動壓力調(diào)節(jié)器分為流通式和變?nèi)菔絻煞N,下一頁,上一頁,26,第五節(jié) 防抱死制動液壓控制系統(tǒng),4 根據(jù)電磁閥結(jié)構(gòu)分類 根據(jù)電磁閥結(jié)構(gòu)不同，制動壓力調(diào)節(jié)器分為兩位兩通電磁閥式和三位三通電磁閥式兩種。 二、 兩位兩通電磁閥 1 兩位兩通電磁閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 兩位兩通常開電磁閥與常閉電磁閥的

15、結(jié)構(gòu)基本相同，如 圖5-14所示，主要由電磁鐵機(jī)構(gòu)、球閥、復(fù)位彈簧、頂桿、限壓閥和閥體等組成。在電磁線圈未通電時，常開電磁閥的球閥與閥座處于分離狀態(tài)，常閉電磁閥的球閥與閥座處于接觸狀態(tài),下一頁,上一頁,27,圖5-14 兩位兩通電磁閥的結(jié)構(gòu),返回,28,第五節(jié) 防抱死制動液壓控制系統(tǒng),2 兩位兩通電磁閥的工作情況 兩位兩通常開與常閉電磁閥的工作原理基本相同。 由上可見，該電磁閥是根據(jù)電磁線圈通電和斷電，使球閥處于開啟和關(guān)閉兩個位置或兩種狀態(tài)，同時又有進(jìn)液口與出液口兩條通路，因此稱為兩位兩通(二位二通)電磁閥。如果球閥在電磁線圈未通電時處于開啟狀態(tài)，那么就稱為兩位兩通常開電磁閥，如果電磁線圈未通

16、電時，球閥處于關(guān)閉狀態(tài)，那么就稱為常閉電磁閥,下一頁,上一頁,29,第五節(jié) 防抱死制動液壓控制系統(tǒng),三、 三位三通電磁閥 1 三位三通電磁閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 奧迪100/200型和豐田系列轎車ABS采用了三位三通電磁閥，結(jié)構(gòu)如圖5-15(a)所示。 2 三位三通電磁閥的工作情況 三位三通電磁閥的工作狀態(tài)由ABS ECU通過控制電磁線圈8中流過電流的大小進(jìn)行控制 。 由上可見，電磁閥在電磁線圈電流大小不同(較大電流、較小電流、零電流)時，其動作具有上、中、下三個工作位置。此外，由于該電磁閥具有進(jìn)液口、出液口和回液口三個通路，所以稱為三位三通電磁閥,下一頁,上一頁,30,圖5-15 奧迪100/200型

17、轎車三位三通電磁閥結(jié)構(gòu)與表示符號,返回,31,第五節(jié) 防抱死制動液壓控制系統(tǒng),四、 儲液器與電動回液泵 1 儲液器與電動回液泵的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 低壓儲液器內(nèi)設(shè)有一個活塞和彈簧。電動回液泵又稱為電動泵或回液泵，由永磁式直流電動機(jī)與柱塞泵組成。電動機(jī)根據(jù)ABS ECU的控制指令，通過凸輪驅(qū)動柱塞在泵套內(nèi)上下運(yùn)動，如圖5-17所示。 2 儲液器與電動回液泵的工作原理 在ABS工作過程中，當(dāng)需要制動壓力降低時，制動壓力調(diào)節(jié)器的回液閥打開，具有一定壓力的制動液就會從制動分泵經(jīng)制動壓力調(diào)節(jié)器的回液閥流入儲液器和柱塞泵。與此同時，ABS ECU控制電動回液泵轉(zhuǎn)動，驅(qū)動柱塞泵的凸輪隨電動泵旋轉(zhuǎn)而轉(zhuǎn)動,返回,上一頁,

18、32,圖5-17 低壓儲液器與電動泵,返回,33,第六節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程,一、 控制方式 防抱死制動普遍采用自適應(yīng)控制方式來實(shí)現(xiàn)近似理想的控制過程。 控制方法是預(yù)先設(shè)定車輪加、減速度以及滑移率閾值，通過檢測車輪的角速度來計(jì)算車輪速度和加、減速度，再利用車輪速度和存儲在存儲器中的制動開始時的汽車速度計(jì)算車輪的參考滑移率。 在汽車行駛過程中，車輪速度傳感器不斷向ABS ECU輸入車輪速度信號。ABS ECU根據(jù)輪速信號計(jì)算車輪圓周速度，再對車輪圓周速度進(jìn)行微分計(jì)算即可得到車輪的加、減速度,下一頁,34,第六節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程,二、 兩位兩通電磁閥式ABS的控制過程 制動壓力調(diào)節(jié)器既

19、是防抱死制動系統(tǒng)ABS的主要部件，也是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件，其工作情況如何直接關(guān)系到ABS的控制效果。由于制動壓力調(diào)節(jié)器采用的電磁閥分為兩位兩通電磁閥和三位三通電磁閥兩種，且兩種電磁閥的工作情況各不相同，因此防抱死制動的控制過程略有不同。 1 常規(guī)制動(ABS不工作)時制動系統(tǒng)工作情況 汽車正常行駛或常規(guī)制動(ABS未投入工作)時，制動壓力調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)如圖5-19所示,下一頁,上一頁,35,圖5-19 常規(guī)制動時ABS工作情況,返回,36,第六節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程,2 制動壓力保持(“保壓”)時制動系統(tǒng)工作情況 當(dāng)四個車輪中的任意一個車輪趨于抱死時，制動壓力調(diào)節(jié)器的電磁閥就會根據(jù)A

20、BS ECU的控制指令，通過調(diào)節(jié)該車輪制動分泵的制動液壓力“保持(保壓)”、“降低(降壓)”或“升高(升壓)”來達(dá)到防抱死制動之目的。 3 制動壓力降低(“降壓”)時制動系統(tǒng)工作情況 在制動總泵與制動分泵之間的液壓油路切斷后，車輪滑移率將逐漸增大，并會超出ABS的控制范圍(MK20-型ABS設(shè)定為1530)，因此需要降低制動分泵內(nèi)制動液的壓力(即需要降壓)，使滑移率減小?！敖祲骸蓖ㄟ^將制動分泵內(nèi)的部分制動液泄到低壓儲液器和利用電動回液泵將制動液泵回制動總泵來實(shí)現(xiàn),下一頁,上一頁,37,第六節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程,4 制動壓力升高(“升壓”)時制動系統(tǒng)工作情況 “降壓”控制使制動分泵內(nèi)制動液

21、壓力降低后，車輪制動力越來越小，車輪加速度越來越大，為了得到最佳制動效果，需要ABS進(jìn)入“升高壓力(升壓)”狀態(tài)。 在“降壓”控制后，當(dāng)ABS ECU根據(jù)輪速傳感器信號計(jì)算得到的車輪加速度達(dá)到設(shè)定閾值時，將發(fā)出控制指令使出液閥保持常閉狀態(tài)，將制動分泵與儲液器之間的油液管路切斷,下一頁,上一頁,38,第六節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程,三、 三位三通電磁閥式ABS的控制過程 在裝備三位三通電磁閥式制動壓力調(diào)節(jié)器的防抱死制動系統(tǒng)ABS中，每次接通點(diǎn)火開關(guān)時ABS就會自動進(jìn)入自檢狀態(tài)。在自檢過程中，儀表盤上的ABS指示燈發(fā)亮約2 s后自動熄滅，同時能夠聽到繼電器觸點(diǎn)斷開與閉合的響聲以及回液(油)泵電動機(jī)

22、啟動時的響聲，在制動踏板上也能感覺到輕微的振動。 當(dāng)ABS在汽車行駛過程中發(fā)生故障時，ABS將自動關(guān)閉，同時控制儀表盤上的ABS指示燈發(fā)亮，此時常規(guī)制動系統(tǒng)將繼續(xù)保持正常工作狀態(tài),下一頁,上一頁,39,第六節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程,1 常規(guī)制動(ABS不工作)時制動系統(tǒng)工作情況 汽車正常行駛或常規(guī)制動(ABS未投入工作)時，制動壓力調(diào)節(jié)器的工作狀態(tài)如圖5-24所示。 2 制動壓力保持(“保壓”)時制動系統(tǒng)工作情況 在汽車制動過程中，當(dāng)四個車輪中的任意一個趨于抱死時，制動壓力調(diào)節(jié)器就會根據(jù)ABS ECU的控制指令，通過調(diào)節(jié)該車輪制動分泵的制動液壓力“降壓”、“保壓”或“升壓”來達(dá)到防抱死制動的

23、目的,下一頁,上一頁,40,圖5-24 常規(guī)制動時三位三通電磁閥式ABS工作情況,返回,41,第六節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程,3 制動壓力降低(“降壓”)時制動系統(tǒng)工作情況 當(dāng)ABS ECU判定某個車輪制動趨于抱死需要降低制動壓力時，ABS ECU便控制電磁閥線圈接通較大電流(約5 A)，產(chǎn)生較強(qiáng)電磁吸力使三位三通電磁閥的閥芯移動較大間隙，從而使進(jìn)液閥關(guān)閉、回液閥打開 4 制動壓力升高(“升壓”)時制動系統(tǒng)工作情況 當(dāng)需要升高車輪制動分泵制動液壓力時，ABS ECU將切斷三位三通電磁閥線圈電流(0A)，電磁閥在回位彈簧彈力作用下復(fù)位，進(jìn)液閥打開、回液閥關(guān)閉，如圖5-27所示,返回,上一頁,42

24、,圖5-27 “升壓”時三位三通電磁閥式ABS工作情況,返回,43,第七節(jié) 電子控制制動力分配技術(shù),一、 對前、后輪制動器制動力分配的要求 由汽車?yán)碚摽芍啊⒑筝喼苿悠髦苿恿哂泄潭ū戎档钠囋谥苿舆^程中，為了防止后軸抱死發(fā)生危險的“側(cè)滑”現(xiàn)象，汽車制動系實(shí)際的前、后輪制動器制動力分配線(線)應(yīng)當(dāng)控制在理想的前、后輪制動器制動力分配曲線(I曲線)的下方；為了減少制動時前輪抱死而失去轉(zhuǎn)向能力的機(jī)會并提高附著效率，線應(yīng)當(dāng)盡可能靠近I曲線。 同樣，若按利用附著系數(shù)曲線圖來考慮，為了防止后輪抱死并提高制動效率，前軸利用附著系數(shù)曲線應(yīng)當(dāng)控制在45對角線上方，即控制在后軸利用附著系數(shù)曲線的上方，同時還應(yīng)

25、盡可能靠近利用附著系數(shù)曲線,下一頁,44,第七節(jié) 電子控制制動力分配技術(shù),二、 制動法規(guī)對制動力分配的要求 為了保證制動時汽車的方向穩(wěn)定性和有足夠的制動效率，聯(lián)合國的歐洲經(jīng)濟(jì)委員會ECE(Economic Commission of Europe)制定了ECE R13制動法規(guī)，對雙軸汽車前、后輪制動器的制動力提出了明確的要求，我國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBT 240007-1989也提出了類似的要求。 三、 制動力分配的控制 對于具有固定比值的前、后制動器制動力的制動系特性，其實(shí)際制動力分配曲線與理想的制動力分配曲線相差很大，制動效率低，前輪可能因抱死而喪失轉(zhuǎn)向能力，后輪也可能抱死而使汽車有發(fā)生后軸側(cè)滑

26、的危險,下一頁,上一頁,45,第七節(jié) 電子控制制動力分配技術(shù),因此，現(xiàn)代汽車設(shè)有電子控制制動力分配程序EBD或比例閥、感載比例閥等制動力調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)制動強(qiáng)度(制動減速度)、載荷等因素來改變前、后制動器制動力的比值，使之接近于理想制動力分配曲線，滿足制動法規(guī)的要求。 實(shí)際制動力分配曲線是兼顧制動穩(wěn)定性和最短制動距離并優(yōu)先考慮穩(wěn)定性的原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。但是，制動力分配曲線實(shí)際轉(zhuǎn)折點(diǎn)的選擇是復(fù)雜的，因?yàn)榍懊嫠v的I曲線是簡單的直線制動情況，實(shí)際的制動工況會使I曲線發(fā)生改變，例如發(fā)動機(jī)對制動的影響，轉(zhuǎn)彎制動時左、右車輪載荷轉(zhuǎn)移的影響等。,返回,上一頁,46,第八節(jié) 驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)的控制原理,汽車驅(qū)動輪防滑

27、轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)通常稱為防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)系統(tǒng)ASR。由于防止驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)都是通過調(diào)節(jié)驅(qū)動輪的驅(qū)動力(牽引力)來實(shí)現(xiàn)，因此又稱為牽引力控制系統(tǒng)TCS或TRC。 眾所周知，汽車在起步、加速或冰雪路面上行駛時，容易出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。 防止驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)曾采用過許多辦法，如安裝防滑鏈，使用防滑的雪地輪胎和帶防滑釘?shù)姆阑喬サ鹊?，但迄今為止最有效的辦法還是采用ASR系統(tǒng)。 ASR系統(tǒng)的主要功用是：在車輪開始滑轉(zhuǎn)時，通過降低發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩或控制制動系統(tǒng)的制動力等來減小傳遞給驅(qū)動車輪的驅(qū)動力，防止驅(qū)動力超過輪胎與路面之間的附著力而導(dǎo)致驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，提高車輛的通過性，改善汽車的方向操縱性和行駛穩(wěn)定性,下一頁,47,第八節(jié) 驅(qū)動輪防

28、滑轉(zhuǎn)的控制原理,一、 驅(qū)動力與附著力的關(guān)系 當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩增大時，驅(qū)動力隨之增大。但是，驅(qū)動力的增大受到附著力的限制，驅(qū)動力的最大值只能等于輪胎與路面之間的附著力。當(dāng)驅(qū)動力超過附著力時，驅(qū)動輪將在路面上滑轉(zhuǎn)。 二、 滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)的關(guān)系 1 滑轉(zhuǎn)率 驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)程度用滑轉(zhuǎn)率表示，其表達(dá)式為,下一頁,上一頁,48,第八節(jié) 驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)的控制原理,2 滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)的關(guān)系 車輪滑移率和滑轉(zhuǎn)率與縱向附著系數(shù)的關(guān)系如圖5-31所示。由圖可知： (1) 附著系數(shù)隨路面性質(zhì)的不同而發(fā)生大幅度地變化； (2) 在各種路面上，附著系數(shù)均隨滑轉(zhuǎn)率或滑移率的變化而變化，且在各種路面上當(dāng)滑轉(zhuǎn)率或滑移率為20左

29、右時，附著系數(shù)達(dá)到最大值。若滑轉(zhuǎn)率或滑移率繼續(xù)增大，則附著系數(shù)逐漸減小,下一頁,上一頁,49,圖5-31 滑移率和滑轉(zhuǎn)率與附著系數(shù)的關(guān)系,返回,50,第八節(jié) 驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)的控制原理,三、 防驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)的控制方法 防止驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)的控制方法主要有：控制發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩、控制驅(qū)動輪的制動力以及控制防滑轉(zhuǎn)差速器的鎖止程度三種。這些控制方法的最終目的都是調(diào)節(jié)驅(qū)動輪上的驅(qū)動力，并將驅(qū)動輪的滑轉(zhuǎn)率控制在最佳滑轉(zhuǎn)率范圍內(nèi)。 (一) 控制發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩 通過調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩來調(diào)節(jié)驅(qū)動輪的驅(qū)動力是實(shí)現(xiàn)防滑轉(zhuǎn)控制的方法之一。這種控制系統(tǒng)能夠保證發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與地面提供的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩達(dá)到匹配，因此可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性

30、，減少輪胎磨損。使汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性和乘坐舒適性。,下一頁,上一頁,51,第八節(jié) 驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)的控制原理,1 控制點(diǎn)火時間 由內(nèi)燃機(jī)原理可知：減小汽油發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火提前角或切斷個別氣缸的點(diǎn)火電流，均可微量降低發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。 現(xiàn)代汽車普遍采用電子點(diǎn)火系統(tǒng)，其點(diǎn)火時刻是根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、負(fù)荷以及冷卻液溫度等信號確定。在汽車行駛過程中，防滑轉(zhuǎn)控制電控單元(ASR ECU)根據(jù)輪速傳感器和車速傳感器信號即可計(jì)算確定驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)率的大小，通過減小點(diǎn)火提前角，即可微量降低發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。 2 控制燃油供給量 短時間中斷供油也可微量調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，但響應(yīng)速度沒有減小點(diǎn)火提前角迅速。這種控制方法適

31、用于未采用燃油噴射系統(tǒng)的汽油發(fā)動機(jī)或柴油發(fā)動機(jī)汽車,下一頁,上一頁,52,第八節(jié) 驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)的控制原理,在采用電子加速踏板的汽車上，根據(jù)加速踏板行程大小，通過調(diào)節(jié)汽油發(fā)動機(jī)節(jié)氣門開度或柴油發(fā)動機(jī)噴油泵拉桿位置，使進(jìn)氣量或供油量改變即可調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，控制方法如圖5-32所示。 3 控制節(jié)氣門開度 控制節(jié)氣門位置(開度)可以控制進(jìn)入氣缸的進(jìn)氣量，從而能夠顯著改變發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩，現(xiàn)代汽車(如豐田凌志LS300、LS400型轎車)普遍采用這種控制方式,下一頁,上一頁,53,圖5-32 發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的控制,返回,54,第八節(jié) 驅(qū)動輪防滑轉(zhuǎn)的控制原理,二) 控制驅(qū)動輪的制動力 控制驅(qū)動輪的制

32、動力實(shí)際上是利用差速器的差速作用(效能)來獲得較大的驅(qū)動力?？刂品椒ㄈ鐖D5-33所示。 (三) 控制差速器的鎖止程度 控制差速器的鎖止程度必須采用防滑轉(zhuǎn)差速器進(jìn)行控制。防滑轉(zhuǎn)差速器是一種由電子控制器控制的可鎖止差速器，控制原理如圖5-34所示。,返回,上一頁,55,圖5-33 作用在驅(qū)動輪上的縱向力示意圖,返回,56,圖5-34 防滑轉(zhuǎn)差速器鎖止控制示意圖,返回,57,第九節(jié) 防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)控制過程,一、 防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 各型汽車防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)ASR的結(jié)構(gòu)組成各不相同，豐田凌志LS300、LS400型轎車防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)ASR與防抱死制動系統(tǒng)ABS組合構(gòu)成的簡圖如圖5-35所示。 由圖

33、可見，ASR和ABS都是由液壓控制系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)兩個子系統(tǒng)組成，并組合在一起。該系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)ABS功能，而且能夠?qū)崿F(xiàn)ASR功能,下一頁,58,圖5-35 豐田汽車ABS/ASR控制系統(tǒng)組成簡圖,返回,59,第九節(jié) 防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)控制過程,二、 防滑轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的控制過程 豐田汽車發(fā)動機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩利用步進(jìn)電機(jī)調(diào)節(jié)副節(jié)氣門開度進(jìn)行調(diào)節(jié)，驅(qū)動輪的制動力利用ASR執(zhí)行器結(jié)合ABS進(jìn)行控制。在制動驅(qū)動輪產(chǎn)生差速作用(即驅(qū)動輪轉(zhuǎn)速不同，兩個半軸產(chǎn)生差動作用)時，控制驅(qū)動輪的制動力可使驅(qū)動力得到充分發(fā)揮，從而改善行駛穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向性能，這種作用對于兩側(cè)車輪所處路面的附著系數(shù)不同時更為顯著。 因此這種控制

34、系統(tǒng)特別適用于裝備燃油噴射式發(fā)動機(jī)和ABS的前輪驅(qū)動轎車,返回,上一頁,60,第十節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)故障診斷與排除,一、 ABS故障自診斷測試條件 1 ABS自診斷測試功能 MK20-型防抱死制動系統(tǒng)ABS與發(fā)動機(jī)燃油噴射系統(tǒng)EFI一樣，具有故障監(jiān)測與自診斷測試功能。在組合儀表臺上設(shè)有ABS指示燈，每次行車前接通點(diǎn)火開關(guān)時，ABS將進(jìn)行自檢狀態(tài)。 在自檢過程中，ABS指示燈發(fā)亮，如果ABS指示燈持續(xù)發(fā)亮大約2 s后熄滅，說明ABS正常；如果ABS指示燈一直發(fā)亮，說明ABS有故障,下一頁,61,第十節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)故障診斷與排除,2 ABS自診斷測試注意事項(xiàng) (1) 自診斷測試只能在汽車靜止并

35、接通點(diǎn)火開關(guān)(或啟動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn))時進(jìn)入。 (2) 在進(jìn)行自診斷過程中，ABS無調(diào)節(jié)功能，此時ABS指示燈K47發(fā)光。 (3) 自診斷功能不僅可以讀取和清除存儲器中的故障信息，還可以提供“電控單元識別”和“讀取測量數(shù)據(jù)塊”等附加功能。 (4) 自診斷的第一個檢測步驟必須是讀取故障存儲器中的故障信息。 (5) 從防抱死制動系統(tǒng)電控單元ABS ECU上拔下線束插頭時，切勿開動汽車。只有當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)斷開時，才能拔下或插上防抱死制動系統(tǒng)控制部件的線束插頭。,下一頁,上一頁,62,第十節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)故障診斷與排除,6) 只有在更換電動回液泵和電磁閥繼電器時，才允許擰開液壓調(diào)節(jié)器固定螺栓。 (7) 防抱死制動系統(tǒng)中的故障是通過ABS指示燈K47發(fā)光顯示。 3 ABS自診斷測試條件 (1) 所有輪胎的型號和規(guī)格必須相同，且輪胎氣壓符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定； (2) 制動燈開關(guān)和制動燈技術(shù)狀態(tài)良好； (3) 制動液壓系統(tǒng)無泄漏(觀察液壓電控單元，制動泵等有無泄漏)； (4) 轉(zhuǎn)速傳感器安裝位置正常,下一頁,上一頁,63,第十節(jié) 防抱死制動